Exakt aufeinander abgestimmte Bauteile bieten eine gesteigerte Energieeffizienz sowie weniger Aufwand bei Installation und Wartung. Die Auslegung dafür ist oft zeitaufwendig und komplex. Dabei unterstützt die BITZER SOFTWARE – hier erklärt am Beispiel der Auslegung eines Flüssigkeitskühlsatzes.
Für ein Bürogebäude soll eine Klimaanlage geplant werden. Die Vorgaben: Der wassergekühlte Flüssigkeitskühlsatz (Chiller) soll mit einem Propan-Kompaktschraubenverdichter betrieben werden und die Kälteleistung bei 300 kW liegen. Doch welche Bauteile sind im Zusammenspiel am besten geeignet und erreichen dabei ein hohes Maß an Energieeffizienz? Diese Fragen beantwortet die BITZER SOFTWARE in wenigen Minuten.

Schneller Überblick über Betriebsparameter

Der Einstieg in die BITZER SOFTWARE erfolgt im Beispielfall intuitiv über das Modul „Kompaktschraubenverdichter“, um in einem ersten Schritt den Verdichter auszulegen. Mit wenigen Klicks lassen sich das gewünschte Kältemittel (R290), die geforderte Kälteleistung (300 kW) sowie weitere projektspezifische Vorgaben eingeben:

• Verdampfungstemperatur +4 °C (Wasservorlauftemperatur +7 °C)
• Verflüssigungstemperatur +38 °C
• Flüssigkeitsunterkühlung 3 K
• nutzbare Sauggasüberhitzung Δtoh 5 K

Die Software schlägt daraufhin für die geplante Klimaanlage zwei geeignete Verdichterausführungen vor: das Modell CSHP8553 mit der geforderten Leistung sowie das Modell CSHP8563 mit etwas mehr Leistung. Vor allem, wenn die maximale Kälteleistung nur selten oder kurzzeitig abgerufen wird, kann sich ein etwas kleinerer Verdichter mit Economiser-Betrieb lohnen. Die Berechnung verschafft dem Nutzer der Software in kürzester Zeit einen Überblick über die wesentlichen Kennzahlen der Anlage bei den angegebenen Betriebsbedingungen wie der Kälteleistung oder der Leistungsaufnahme, Leistungszahl COP und Druckgastemperatur (Bild 1).
Die Wahl fällt hier auf den CSHP8563-125P-40P Kompaktschraubenverdichter mit einer Kälteleistung von 312 kW. Die Software aktualisiert die schematische Darstellung des Kältekreislaufs und stellt alle Daten sowie das Polynom zur Berechnung der Leistungsaufnahme, der Kälteleistung sowie der Stromaufnahme und des Kältemittelmassenstroms auch zum Download bereit. Die weiteren Reiter der BITZER SOFTWARE leiten den Nutzer selbsterklärend zu tiefergehenden technischen Daten wie dem Einsatzgrenzdiagramm und Maßzeichnungen sowie zu verfügbarem Zubehör für den Verdichter.

Weitere Anlagenkomponenten und Zubehör einfach kombinieren

Von Ölabscheider und Ölkühler über Schutzgerät und Frequenzumrichter bis hin zu Motor und Kupplung bei offenen Verdichtern – nachdem die Entscheidung für einen Verdichter gefallen ist, schlägt die BITZER SOFTWARE automatisch Optionen vor, um mit aufeinander abgestimmten Komponenten die Energieeffizienz der Anlage zu optimieren. So sind für den CSHP Verdichter des Fallbeispiels Verflüssiger der K-Serie verfügbar. Für Wasser als Wärmeträger und eine Wassereintrittstemperatur von +30 °C ist etwa das Modell K3803P (2 Pass) mit einer Verflüssigerleistung von 380 kW geeignet. Ergänzende nützliche Informationen zum gewählten Zubehör finden sich wie bei der Auslegung des Verdichters unter den Menüpunkten „Technische Daten“, „Maße“ und „Dokumentation“.

Auslegung des Verdampfers leicht gemacht

Die BITZER SOFTWARE unterstützt auf eine ebenso intuitive Weise bei der Auslegung des Verdampfers. So wurde mit den SQD Rohrbündelverdampfern beispielsweise eine neue Produktgruppe in die Software aufgenommen. Die Trockenexpansionsverdampfer sind individuell anpassbar, erzielen dank quadratischem Querschnitt hohe Wirkungsgrade und erfüllen aktuelle Effizienzanforderungen. Deshalb fiel auch im Beispielsfall die Wahl auf einen SQD Verdampfer mit einer Leistung von 303 kW. In nur wenigen Schritten kann die Auslegung fertiggestellt werden. Dazu wird unter „Wärmeträger Betriebspunkt“ die gewünschte Eintrittstemperatur +12 °C und Austrittstemperatur +7 °C und unter „Kältemittel Betriebspunkt“ werden die genannten Parameter eingetragen:

• Verflüssigungstemperatur (Tau) +38 °C
• Unterkühlung 3 K
• Verdampfungstemperatur (Tau) +4 °C
• Überhitzung 5 K (nutzbar)
• Druckverlust Zielwert für optimale Kältemittelverteilung mit Propan im angegebenen Betriebspunkt: 200 kPa

Bei beiden Betriebspunkten kann ein maximaler Druckverlust bzw. ein Zielwert für den Druckverlust angegeben werden. Erläuterungen hierzu sind per Klick auf die „i“-Symbole verfügbar. Um die optimale Lösung für jeden Einzelfall zu finden, lassen sich mit der Software unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten miteinander vergleichen. So können in den Auslegungseinstellungen beispielsweise weitere Vorgaben, etwa die Mantelgröße oder Rohrlänge, ausgewählt werden. Die Berechnung zeigt daraufhin mehrere passende Verdampfer für die einkreisig geplante Klimaanlage des Bürogebäudes an (Bild 2). Bei der konkreten Modellauswahl gilt es, unter anderem folgende Aspekte zu berücksichtigen:

• Welche Marge (Differenz zwischen vorgegebener und berechneter Verdampfungstemperatur) ist gewünscht?
• Wie lang darf der Verdampfer sein („Rohrlänge“)?
• Welche Volumen- bzw. Massenströme sind geeignet?
• Welcher Druckverlust ist erwünscht?

Für die beispielhafte Klimaanlage erweist sich der Verdampfer SQD2513114-11-6035 mit 3943 mm Rohrlänge und ca. 1%-Marge als optimal. Nach Abschluss der Auswahl aller benötigten Komponenten für die Anlage lassen sich alle Berechnungen bei Bedarf als PDF exportieren oder nach Log-in über myBITZER direkt in der Software für einen späteren Zeitpunkt speichern.
(veröffentlicht: 2024)

Weitere Informationen:
BITZER SOFTWARE zur Auslegung von Kälte-, Klimaanlagen und Wärmepumpen
CS PRO Kompaktschraubenverdichter für Propan
SQD Trockenexpansionsverdampfer